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STL区间成员函数及区间算法总结

在这里总结下可替代循环的区间成员函数和区间算法;

相比单元素遍历操作,使用区间成员函数的优势在于:

1)更少的函数调用

2)更少的元素移动

3)更少的内存分配

在区间成员函数不适用的情况下也应该使用区间算法,至少,相比手写循环而言,它更加简单,有效,并且不容易出错;

区间成员函数

区间构造

标准容器都支持区间构造函数:

container::container(InputIterator begin, // 区间的起点                   InputIterator end); // 区间的终点 

例如:

int myints[] = { 10, 20, 30, 30, 20, 10, 10, 20 }; std::vector<int> myvector (myints, myints+8);  

以上是C++98中常用法,在C++11中,vector可以直接初始化了:

std::vector<int> second ={10, 20, 30, 30, 20, 10, 10, 20};   或者: std::vector<int> second ({10, 20, 30, 30, 20, 10, 10, 20});    

区间插入

标准序列容器提供这种形式的insert:

void container::insert(iterator position, // 区间插入的位置                     InputIterator begin, // 插入区间的起点                     InputIterator end); // 插入区间的终点 

例如:

int myints[] = { 10, 20, 30, 30, 20, 10, 10, 20 }; std::vector<int> myvector; myvector.push_back(100); myvector.insert(myvector.begin(),myints,myints+8); //10 20 30 30 20 10 10 20 100 

关联容器也支持区间插入,但由于其插入后的位置由其比较函数来决定,所以没有区间插入的位置这个参数;

区间删除

标准序列容器提供的erase:

iterator container::erase(iterator begin, iterator end);  

c++98的标准关联容器提供的erase为:

void container::erase(iterator begin, iterator end); 

序列容器调用erase之后,返回一个迭代器(被删除的那个元素的下一个),而关联容器的erase删除之后并不返回迭代器.【官方解释说如果实现成序列容器那样返回指向下一个迭代器,会导致无法接收的性能下降】;

这一区别在c++11中终于统一了;c++11中,对关联容器调用erase之后会返回一个迭代器(指向被删除元素的下一个);

iterator container::erase(const_iterator first, const_iterator last); 

区间赋值

所有标准容器提供了区间赋值的成员函数:

void container::assign(InputIterator begin, InputIterator end); 

这个函数用于给容器赋值,会替代现有值,并根据需要分配空间;与copy()算法的区别在于它不需要预先分配空间,并有更高的性能;

int myints[]={10,20,30,40,50,60,70}; std::vector<int> myvector; myvector.assign(myints,myints+7); 

通用区间算法

for_each 区间迭代

for_each:遍历,对每个元素都执行一个动作;

C++98只支持最原始的for循环,很多语言(java、python等)都实现了foreach区间迭代语法,这让C++程序员眼馋了很久;

在没有foreach区间迭代的时代,我们可以用for_each()算法来代替:

例:对每个元素都加5:

void myfunction (int& i) {  i += 5; } std::vector<int> myvector; myvector.push_back(10); myvector.push_back(20); myvector.push_back(30); for_each(myvector.begin(),myvector.end(),myfunction); //15 25 35  

c++11中新增了区间迭代,使得我们对for_each的依赖降低了,使用也更加方便:

for(auto &i : myvector ) {     i+=5; } 

transform() 区间迭代后新值另存为其它地方

对区间中每个元素执行操作后,将修改后的值写入到新区间中;

可以认为这个是for_each()算法不修改原区间的版本;

还是for_each中的例子:

int addfunction(int i ){  return i+5; } void output (int i) {  // output function  std::cout << ' ' << i; } std::vector<int> myvector; myvector.push_back(10); myvector.push_back(20); myvector.push_back(30); std::vector<int> bvector; bvector.resize(myvector.size()); transform(myvector.begin(),myvector.end(),bvector.begin(),addfunction); //输出 for_each(bvector.begin(),bvector.end(),output); //bvector: 15 25 35  

copy() 区间复制

区间复制,一般用于多个容器间的数据传值;这个算法被用的很普遍,其实,很多使用copy的场景,都可以使用区间成员函数来替代(也建议这么做);

例:复制数组到vector:

int myints[]={10,20,30,40,50,60,70}; std::vector<int> myvector (7); std::copy ( myints, myints+7, myvector.begin() ); 

fill() 区间填充

用一个元素来重复填充区间;

这个算法使用频率较低;

例:用5填充vector前4个元素:

std::vector<int> myvector (8);                       // myvector: 0 0 0 0 0 0 0 0 std::fill (myvector.begin(),myvector.begin()+4,5);   // myvector: 5 5 5 5 0 0 0 0 

replace() 区间替换

遍历区间,进行值替换:例:将以下区间中所有20替换为99:

int myints[] = { 10, 20, 30, 30, 20, 10, 10, 20 }; std::vector<int> myvector (myints, myints+8);            // 10 20 30 30 20 10 10 20 std::replace (myvector.begin(), myvector.end(), 20, 99); // 10 99 30 30 99 10 10 99 

更复杂的版本(使用仿函数)replace_if例:将以下区间中所有大于20替换为99:

bool bigerThen20 (int i) { return i > 20; }  int myints[] = { 10, 20, 30, 30, 20, 10, 10, 20 }; std::vector<int> myvector (myints, myints+8);            // 10 20 30 30 20 10 10 20 std::replace_if (myvector.begin(), myvector.end(), bigerThen20, 99); //10 20 99 99 20 10 10 20 

由于用到了仿函数,通过replace_if实现的,用for_each()也很容易实现;

remove() 区间删除

从区间中删除指定元素;

int myints[] = { 10, 20, 30, 30, 20, 10, 10, 20 }; std::vector<int> myvector (myints, myints+8);            // 10 20 30 30 20 10 10 20 std::remove(myvector.begin(), myvector.end(), 20); // 10 30 30 10 10 ? ? ?  

注意,remove并不会真正删除元素,而只是将需要删除的元素放到到最后,同时返回一个新的尾部迭代器,

比如,上述例子中,调用完remove后,vector中的值一般为 //10 30 30 10 10 10 10 20

而如果希望真的删除元素,需要加上成员函数erase()来实现删除 【remove-erase惯用法】:

myvector.erase(std::remove(myvector.begin(), myvector.end(), 20),myvector.end()); // 10 30 30 10 10 

unique() 区间去重

从区间中删除相邻相同的元素,同样,这个算法也不会真正的删除元素,而是将待删除的元素移到区间尾部;使用【unique-erase惯用法】:

int myints[] = {10,20,20,20,30,30,20,20,10};           // 10 20 20 20 30 30 20 20 10 std::vector<int> myvector (myints,myints+9); std::vector<int>::iterator it; it = std::unique (myvector.begin(), myvector.end());   // 10 20 30 20 10 ?  ?  ?  ? myvector.erase(it,myvector.end()); 

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Posted by: 大CC | 28JUN,2015

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